1.3 化学中常用的实验方法 第1课时(讲义) 化学沪科版必修第一册
2026-08-20
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精品
摘要:
本高中化学讲义聚焦物质制备核心知识点,先系统梳理实验安全、一般流程及制备原则等基础框架,再以氯气实验室制法为重点,详细解析原理、装置、净化、收集及尾气处理,最后拓展至常见气体制备的系统归纳,构建从一般到特殊的学习支架。
该资料通过表格归纳装置类型、收集方法等结构化呈现知识,结合随学随练与活学活用题强化理解,强调实验安全与环保意识,培养科学思维中的证据推理和模型建构能力,提升科学探究与实践中的实验设计能力。课中辅助教师高效授课,课后助力学生回顾知识、查漏补缺。
内容正文:
第一章
化学研究的天地
第三节 化学中常用的实验方法
第1课时 物质的制备
课标要点
1.掌握实验基本操作与核心知识,能准确理解并迁移复杂新情境下的实验设计思路;熟知实验室制备氯气等常见气体的原理、装置及收集方法,在规范操作中提升观察力和实验执行力。
2.提炼并内化综合实验题的解题思维模型,通过小组研讨与活动探究,发展逻辑推理与证据推理能力,增强运用化学知识应对真实情境问题的本领。
3.在实验设计与评价中培养勇于探索的科学精神和严谨的求实态度,深刻体会化学反应在解决资源、能源、环境等实际问题中的关键价值。
学习重难点
重点:氯气实验室制法的原理与装置;制备物质一般思路的归纳。
难点:新情境下实验装置的设计与连接;对实验操作目的与现象的分析推理。
知识点 物质制备的流程和原则
1.实验安全
(1)实验前:做好预习和准备,熟悉实验 ,掌握 安全使用要领,理解实验原理,熟悉实验步骤和操作要求。
(2)实验中: 操作和取用药品、仔细观察和记录 、同组分工协作、沉着冷静处理突发状况、树立环保意识,减少实验排出的 对环境的影响等。
(3)实验后:收拾干净 ,保持实验室整洁卫生。正确处理实验用剩的试剂以防污染等。
2.一般流程
3.制备的原则
制备物质时一般遵循的原则有:原料易得,原理绿色,条件温和,装置简单,分离方便等。
4.化学品安全使用标识
特别提醒
1.化学品安全使用标识要熟记。
2.好的制备方案,就是用便宜的原料,简单的设备,在安全的条件下,绿色地生成,并容易地得到纯净的产品。
随学随练
1.制备物质时一般遵循的原则不包括
A.原料易得 B.原理简单 C.条件温和 D.分离方便
2.下列化学实验或物质对应的安全标识错误的是
A.氢气在氯气中燃烧
B.酒精
C.钠与水的反应
D.甲烷
知识点 实验室制取氯气(重点)
1.氯气的发现:1774年,瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰矿(主要成分是MnO2)混合在一起加热,意外地发现了一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。1810年,英国化学家戴维仔细研究了这种黄绿色气体,并将其命名为氯气。
2.氯气的实验室制法
(1)原理: MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(2) 装置: 型(分液漏斗 + 圆底烧瓶),主要有气体的 装置、 装置、 装置、 装置和 装置
(3)实验仪器:铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、 、 、导气管、洗气瓶、集气瓶
(4)净化装置:①杂质成分:用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时,Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的 和 。
②除杂顺序:先除 ,再除 。
③除杂试剂:用 除去Cl2中少量的HCl气体:常用 ,也可用干燥的 ,除去Cl2中少量的水蒸气。
(5) 收集装置:选用收集方法的主要依据是气体的 。因为氯气能溶于水,密度比空气 ,所以收集氯气时,不能用 ,应该用 法,也可用排 法收集Cl2。
验满方法:①将湿润的淀 试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即变 ,则证明已集满。②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即发生先 后 的变化,则证明已集满。
(6)尾气处理装置:氯气有毒,实验室制取氯气时应在密闭系统或 中进行,通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置。
应注意:①导气管要伸入液面以下;②氢氧化钠溶液的作用: 。
特别提醒
1.反应条件:二氧化锰与浓盐酸反应需加热,稀盐酸与二氧化锰不反应。
2.酸的作用:浓盐酸在反应中既表现还原性(生成Cl₂),又表现酸性(生成MnCl₂)。
3.净化顺序:先除HCl(饱和食盐水),后干燥(浓H2SO4),顺序不可颠倒。
4.验满方法:两种试纸均可验满,但淀粉-KI试纸变蓝是特征反应(Cl₂氧化I⁻为I₂),蓝色石蕊试纸先变红后褪色(酸性+漂白性)。
5.尾气处理:导气管必须伸入NaOH溶液液面以下,确保Cl2被充分吸收。
6.替代氧化剂:KMnO₄氧化性比MnO₂强,与盐酸反应不需加热,适用于快速制备。
易错提醒
1.Cl₂能溶于水(1∶2体积比),不能用排水法;密度比空气大,用向上排空气法。
2.验满在集气瓶口操作,检验则在装置末端或待测气体中操作。
3.吸收Cl₂用NaOH溶液,不用澄清石灰水(Ca(OH)₂溶解度小,吸收不充分)。
4.若尾气处理需考虑防倒吸装置(如倒置漏斗)。
教材延伸
1.Cl₂是酸性气体,不能用碱性干燥剂(如碱石灰、NaOH固体),常用浓H₂SO₄或P₂O₅。
2.淀粉-KI试纸变蓝:Cl₂+2I⁻ === I₂+2Cl⁻,I₂遇淀粉变蓝。
3.蓝色石蕊试纸先变红后褪色:Cl₂+H₂O ⇌ HCl+HClO,HCl使试纸变红,HClO具有漂白性使其褪色。
4.若用NaOH溶液吸收尾气,可在集气瓶与尾气吸收装置间加装一个安全瓶(如广口瓶),防止倒吸。
随学随练
1.弗里茨·哈伯称Cl2为化学战中的“死亡之风”。实验室制取Cl2时,吸收多余Cl2的吸收剂最好选用
A.水 B.饱和Ca(OH)2溶液
C.浓NaOH溶液 D.稀NaOH溶液
2.实验室中常用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气。某化学兴趣小组为制取较为纯净、干燥的氯气,设计了如图实验装置。
请回答下列问题:
(1)实验室制取Cl2的化学方程式为 。
(2)向烧瓶里加入少量 粉末,分液漏斗中注入 。
(3)A中盛放的是 ,其作用为 。
(4)B中盛放的是 ,其作用为 。
(5)D中盛放的是 ,其作用为 。
拓展 实验室制取氯气
类别
内容
关键要点/规律
反应原理
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
① 需加热;② 盐酸既显还原性又显酸性(16 mol HCl中仅10 mol被氧化);③ 稀盐酸不反应
替代氧化剂
KMnO₄、KClO₃、Ca(ClO)₂等
氧化性越强,条件越温和;KMnO₄与稀盐酸不需加热即可反应
发生装置
固+液加热型(分液漏斗+圆底烧瓶,石棉网加热)
分液漏斗便于控制加液速率;圆底烧瓶必须垫石棉网
净化除杂
先通过饱和食盐水(除HCl气体)
① 利用同离子效应降低Cl₂溶解度;② 顺序不可颠倒(若先干燥,后经食盐水会重新引入水蒸气)
干燥
再通过浓H2SO4(除水蒸气)
不可用碱石灰(Cl₂与碱反应)
收集方法
① 向上排空气法(密度比空气大)
② 排饱和食盐水法(Cl₂在饱和食盐水中溶解度小)
① 导管伸入集气瓶底部;② 不可用排水法(Cl2能溶于水)
验满方法
① 湿润的淀粉-KI试纸 → 变蓝
② 湿润的蓝色石蕊试纸 → 先变红后褪色
试纸必须湿润(干燥Cl2无漂白性、无氧化性)
尾气处理
NaOH溶液吸收(2NaOH+Cl₂==NaCl+NaClO+H2O)
① 导管伸入液面以下;② 不可用澄清石灰水(溶解度小,吸收不充分);③ 需防倒吸
活学活用
1.实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取
B.除去中的HCl
C.收集
D.吸收尾气中的
2.实验室中常用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气。某化学兴趣小组为制取较为纯净、干燥的氯气,设计了如图实验装置。
请回答下列问题:
(1)实验室制取Cl2的化学方程式为 。
(2)向烧瓶里加入少量 粉末,分液漏斗中注入 。
(3)A中盛放的是 ,其作用为 。
(4)B中盛放的是 ,其作用为 。
(5)D中盛放的是 ,其作用为 。
拓展 常见气体的制备
1.常见气体的实验室制法
气体
反应原理(化学方程式)
发生装置
收集方法
尾气处理
O₂
2KClO₃ ==MnO₂== △ 2KCl + 3O₂↑
或 2KMnO₄ ==△== K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
或 2H₂O₂ ==MnO₂== 2H₂O + O₂↑
固+固加热
或 固+液不加热
排水法
或 向上排空气法
不需要
H₂
Zn + H₂SO₄ ==== ZnSO₄ + H₂↑
固+液不加热
排水法
或 向下排空气法
点燃
CO₂
CaCO₃ + 2HCl ==== CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
固+液不加热
向上排空气法
不需要
Cl₂
MnO₂ + 4HCl(浓) ==△== MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O
固+液加热
向上排空气法
或 排饱和食盐水法
NaOH溶液
HCl
2NaCl + H₂SO₄(浓) ==△== Na₂SO₄ + 2HCl↑
固+液加热
向上排空气法
水吸收(防倒吸)
SO₂
Na₂SO₃ + H₂SO₄(浓) ==== Na₂SO₄ + SO₂↑ + H₂O
固+液不加热
向上排空气法
NaOH溶液
NO
3Cu + 8HNO₃(稀) ==== 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
固+液不加热
排水法(唯一可用)
不需要
NO₂
Cu + 4HNO₃(浓) ==== Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O
固+液不加热
向上排空气法
NaOH溶液
NH₃
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ ==△== CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O
固+固加热
向下排空气法
水吸收(防倒吸)
CH₄
CH₃COONa + NaOH ==△== Na₂CO₃ + CH₄↑
固+固加热
排水法
或 向下排空气法
不需要
C₂H₄
C₂H₅OH --浓H₂SO₄,170℃--> CH₂=CH₂↑ + H₂O
固+液加热
排水法
不需要
C₂H₂
CaC₂ + 2H₂O ==== Ca(OH)₂ + C₂H₂↑
固+液不加热
排水法
2.气体的收集方法
收集方法
适用条件
代表气体
优点
注意事项
排水集气法
不溶于水
不与水反应
O₂、H₂、NO、CH₄、C₂H₄、C₂H₂
纯度高达100%(除水蒸气)
易判断是否集满
导管口伸入集气瓶口部即可
集满后在水面下盖好玻璃片取出
向上排空气法
密度比空气大
不与空气反应
CO₂、Cl₂、HCl、SO₂、NO₂
操作简便
气体较干燥
导管需伸入集气瓶底部(排尽空气)
集气瓶正放
向下排空气法
密度比空气小
不与空气反应
H₂、NH₃、CH₄
操作简便
气体较干燥
导管需伸入集气瓶底部(排尽空气)
集气瓶倒放
排饱和食盐水法
能溶于水
在盐溶液中溶解度减小
Cl₂
收集纯度较高
同时除去HCl杂质
3.制备物质的完整装置连接顺序
环节
功能
常见装置
典型试剂(以Cl₂为例)
发生装置
产生目标气体
固+液加热型(分液漏斗+圆底烧瓶)
MnO₂ + 浓HCl
净化
除去杂质气体
洗气瓶(长进短出)
饱和食盐水(除HCl)
干燥
除去水蒸气
洗气瓶 / 干燥管
浓H₂SO₄
收集
收集纯净气体
集气瓶(正放/倒放)
向上排空气法(正放)
尾气处理
吸收有毒尾气
烧杯 + 防倒吸装置
NaOH溶液
连接顺序口诀:
发生 → 净化 → 干燥 → 收集 → 尾气处理
(若目标气体本身无需干燥,可省略干燥环节;若检验气体性质,常在收集前接检验装置)
4.常见气体的发生装置
装置类型
装置特征
适用气体
注意事项
固+固加热型
试管口略向下倾斜
铁架台固定
O₂(KClO₃/MnO₂、KMnO₄)
NH₃(NH₄Cl+Ca(OH)₂)
CH₄(CH₃COONa+NaOH)
试管口略向下倾斜→防止冷凝水倒流炸裂试管;
收集O₂时,导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集
固+液不加热型
锥形瓶/圆底烧瓶+长颈漏斗/分液漏斗
启普发生器
H₂(Zn+稀H₂SO₄)
CO₂(CaCO₃+稀HCl)
SO₂(Na₂SO₃+浓H₂SO₄)
NO(Cu+稀HNO₃)
NO₂(Cu+浓HNO₃)
C₂H₂(CaC₂+H₂O)
O₂(H₂O₂+MnO₂)
长颈漏斗末端必须浸入液面以下(液封),防止气体逸出;
分液漏斗可控制滴速,便于控制反应速率
固+液加热型
圆底烧瓶+分液漏斗
需石棉网加热
Cl₂(MnO₂+浓HCl)
HCl(NaCl+浓H₂SO₄)
C₂H₄(C₂H₅OH+浓H₂SO₄,170℃)
圆底烧瓶必须垫石棉网加热;
温度计的位置因实验而异(C₂H₄制备时温度计插入液面下)
5.常见气体的检验方法
气体
检验方法
现象
注意事项
O₂
带火星的木条伸入集气瓶中
木条复燃
最简单、最特征的方法
H₂
点燃,火焰上方罩干冷烧杯
或通过灼热CuO后检验产物
火焰淡蓝色,烧杯壁有水珠
黑色CuO变红,无水CuSO₄变蓝
点燃前必须验纯
CO₂
通入澄清石灰水
石灰水变浑浊
不可用燃着的木条(N₂也使木条熄灭)
Cl₂
湿润的淀粉-KI试纸
湿润的蓝色石蕊试纸
试纸变蓝
先变红后褪色
两种方法均可,前者更特征
HCl
湿润的蓝色石蕊试纸
或蘸有浓氨水的玻璃棒
变红
产生白烟
白烟为NH₄Cl固体颗粒
SO₂
通入品红溶液
品红溶液褪色(加热后恢复红色)
与Cl₂漂白原理不同(SO₂为化合漂白,可逆)
NO
在集气瓶中露置空气
气体由无色变为红棕色(NO₂)
特征检验方法
NO₂
观察颜色
通入NaOH溶液
红棕色气体
生成无色溶液
红棕色是NO₂的特征
NH₃
湿润的红色石蕊试纸
蘸有浓盐酸的玻璃棒
变蓝
产生白烟
两种方法均可,前者更常用
CH₄
点燃,火焰上方罩干冷烧杯后迅速倒转加石灰水
火焰淡蓝色,烧杯壁有水珠,石灰水变浑浊
与H₂鉴别需结合石灰水变浑浊
C₂H₄
通入酸性KMnO₄溶液
或通入溴的CCl₄溶液
KMnO₄溶液褪色
溴的CCl₄溶液褪色
乙烯使KMnO₄褪色是氧化反应,使溴水褪色是加成反应
C₂H₂
通入酸性KMnO₄溶液
或通入溴的CCl₄溶液
KMnO₄溶液褪色
溴的CCl₄溶液褪色
与乙烯现象相似
6.干燥剂的选择原则:
酸性气体用酸性干燥剂(或中性),碱性气体用碱性干燥剂(或中性),即“酸对酸,碱对碱”。
干燥剂不能与气体发生反应。
浓H₂SO₄不能干燥H₂S、HBr、HI等还原性气体(会氧化)。
7.尾气的处理装置
具有毒性或污染性的尾气必须进行处理,常用处理尾气装置如图1所示。
一般常用吸收液吸收这些有害气体,a、b为溶解度不是很大的尾气处理装置,c、d为溶解度大且吸收速率很快的尾气处理装置,难以吸收的尾气如CO,应于末端燃烧除去,如e。此外还可以用塑料袋盛装尾气。
活学活用
(24-25高二上·上海嘉定·期中)根据实验目的设计如下装置制备收集干燥纯净的气体,不正确的是(不定项)
A.:连接a→c→g B.HCl:连接a→e→d
C.:连接b→e→c D.:连接a→f→c→e→d
题型 化学实验安全
▌例1 进行化学实验必须注意实验安全。下列说法正确的是
A.不慎将酒精洒到桌面上着火时,可用湿抹布盖灭
B.不慎将浓硫酸溶液沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,再用碳酸氢钠稀溶液和清水冲洗
C.不慎将浓碱溶液沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,然后涂上盐酸溶液
D.配制硫酸溶液时,可先在量筒中加入一定体积的水,再在搅拌下慢慢加入浓硫酸
解题贴士
爆炸物
易燃类的物质
氧化性物质
加压
气体
毒性
物质
警告
腐蚀类
物质
健康
危害
环境
危害
▌对点练1-1 进行化学实验时应重视实验安全。在分别加热Na2CO3和NaHCO3,观察现象,比较Na2CO3和NaHCO3热稳定性的实验过程中,涉及到的图标组合正确的是
①;② ;③;④;⑤;⑥
A.①②③④ B.①③⑤⑥ C.②③④⑥ D.①③④⑤
▌对点练1-2 化学实验中具有安全和规范意识是重要的素养。下列说法不正确的是
A.金属钠着火时,立即用干燥的沙土覆盖
B.实验后未用完的钠可以放回原试剂瓶
C.含硫酸的废液可以直接排放
D.如果不慎将酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%的溶液冲洗
题型 常见的气体制备、净化、收集装置
▌例2 实验室制取下列气体,所选的反应试剂、制备装置与收集方法合理的是
选项
气体
反应试剂
制备装置
收集方法
A
石灰石、稀硫酸
b
d
B
、浓盐酸
b
d
C
、氢氧化钙
a
e
D
、浓硝酸
c
f
解题贴士
1.常见的气体制备装置
固—固加热型
固—液加热型
液—液加热型
固—液常温型
2.常见的气体净化装置
液体除杂试剂
固体除杂试剂
常温时
加热条件下
洗气瓶
干燥管
U型管
硬质玻璃管
▌对点练2-1 实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
气体
试剂
制备装置
收集方法
A
a
d
B
Zn+稀
b
e
C
石灰石+稀
b
c
D
+浓盐酸
b
c
▌对点练2-2 用如图所示装置(除杂和尾气处理装置任选)和相应试剂能制备和收集少量气体的是
A.过氧化钠和水 B.电石和水 C.锌粉和稀硫酸 D.大理石和稀盐酸
题型 氯气的制备
▌例3 1774年,瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热,产生了氯气。某兴趣小组利用以下装置进行了氯气的发生、净化、干燥、收集实验,能达到预期目的的是
A.氯气发生装置
B.氯气净化装置
C.氯气干燥装置
D.氯气收集装置
解题贴士
1.反应原理:浓盐酸+强氧化性物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)。
我们课本上使用的是:MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
2.制备氯气的优化装置及作用如图:
▌对点练3-1 下列关于氯气的实验室制备、除杂和应用的原理及装置均正确的是
A.制取
B.除去HCl
C.干燥
D.喷泉实验
▌对点练3-2 一个国家的氯产量常被看作是化学工业发展水平的重要标志。实验室制取氯气的原理或装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲制备氯气 B.用装置乙除去Cl2中的HCl气体
C.用装置丙干燥氯气 D.用装置丁吸收多余的氯气
基础通关
1.下列制取氯气的实验装置或者操作正确的是
A.甲装置制备氯气 B.乙装置除去中的气体
C.丙装置干燥氯气 D.丁装置吸收多余的氯气
2.实验室制取氯气的装置如题所示,主要操作步骤为
①加热制取氯气 ②收集氯气 ③检查装置气密性 ④处理尾气
A.①②③④ B.③①②④ C.②④③① D.④③①②
3.下列有关实验室制取氯气的说法不正确的是
A.可用二氧化锰和稀盐酸加热反应生成氯气
B.干燥氯气时常用浓硫酸作干燥剂
C.多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收
D.收集氯气用向上排空气法
4.下图是用少量KClO3与1L 8mol/L的过量浓盐酸反应制取氯气的简易装置。下列说法不正确的是
A.装置A中固体也可以用高锰酸钾、重铬酸钾等代替
B.装置A发生反应的方程式为KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O
C.不考虑Cl2的溶解,向A中加入足量AgNO3,根据沉淀质量不可求出剩余盐酸的量
D.装置B盛放的是饱和食盐水,目的为除去HCl
5.下列关于实验室制取氯气的说法正确的是
A.盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替
B.为了便于学生观察氯气的制备实验,可在讲台上直接做氯气的制备实验
C.可用饱和食盐水吸收尾气
D.可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸,观察氯气是否收集满
6.下图是实验室制取氯气的装置图,下列说法不正确的是
A.装置a中发生的反应:(浓)
B.装置b中能够收集到纯净且干燥的氯气
C.装置c的作用是吸收尾气
D.本实验中浓盐酸体现了还原性和酸性
7.下列实验装置能达到实验目的的是
A.图①用于氯气的制取 B.图②用于证明氯气具有漂白性
C.图③用于吸收多余的氯气 D.图④用于除去氯气中的氯化氢气体
8.列关于氯气的实验装置能达到实验目的的是
A.图①:制取氯气的发生装置 B.图②:除氯气中混有的少量氯化氢气体
C.图③:收集氯气 D.图④:氯气的尾气处理
9.植物中山茶花、石榴可以吸收氯气,紫藤和月季对氯气的吸收净化能力也很强。在实验室制取Cl2时,尾气一般要用NaOH溶液吸收而不用澄清石灰水吸收的理由是( )
A.氯气不与石灰水反应
B.澄清石灰水能吸收空气中的CO2而变浑浊
C.氯气与Ca(OH)2反应生成的CaCl2难溶于水
D.Ca(OH)2微溶于水,澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少,吸收的尾气也很少
10.(25-26高一下·浙江宁波·期末)下列关于实验室制取氯气的相关说法正确的是
A.可用向下排空气法收集氯气
B.可用湿润的淀粉-KI试纸验满
C.尾气处理时,可用饱和食盐水吸收过量的氯气
D.发生装置若放热过于剧烈,可用冷水浇淋圆底烧瓶
11.在实验室用下列装置制取氯气并验证氯气的某些化学性质,其中能达到实验目的是
A.用装置甲制取氯气 B.用装置乙除去氯气中的HCl
C.用装置丙收集一试管氯气 D.用装置丁验证氯气能支持H2燃烧
12.(25-26高一下·安徽·期中)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
选项
气体
试剂
制备装置
收集方法
A
+稀硫酸
b
e
B
a
d
C
a
d
D
Cu+浓硝酸
b
c
13..(25-26高一下·湖南·阶段检测)常温常压下,下列试剂及装置甲、乙可以制备并收集相应气体的是(净化装置、尾气吸收装置、夹持装置略)
选项
试剂
气体
A
和浓盐酸
B
铜屑和稀硝酸
NO
C
锌和稀硫酸
D
FeS和稀硫酸
14.(2025·河北邯郸·模拟预测)关于化学实验操作安全,下列表述错误的是
A.蒸馏石油时要加碎瓷片防暴沸
B.贴有标识的试剂可随意存放
C.稀释浓硫酸时将酸缓慢倒入水中并不断搅拌
D.白磷应保存在冷水中防止自燃
15.化学实验安全和规范至关重要。下列操作不符合要求的是
A.实验结束后,将剩余的钠放到废液缸中
B.戴护目镜观察金属Na与H2O的反应
C.稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿容器壁缓慢注入水中,并不断搅拌
D.闻气味时,用手轻轻地在瓶口扇动,使极少量的气体进入鼻孔
16.下列行为符合化学实验安全要求的是
A.做实验剩余的金属钠直接丢弃在废液缸中
B.配制稀硫酸时,将水缓慢倒入浓硫酸中并不断搅拌
C.点燃CH4前,检验气体的纯度
D.大量有毒氯气(密度比空气大)氯气泄漏时,迅速离开现场并尽量往低处去
素养提升
1.下列实验装置与实验目的相符的是
A.溶液的配制
B.氯气的净化
C.加热结晶水合物
D.制取氯气
2.瑞典化学家舍勒制取氯气的反应原理为,下列有关说法正确的是
A.该反应的氧化剂是 B.可以用固体进行干燥
C.该实验产生的尾气可以直接排放 D.常用向下排空气法收集
3.在实验室用下列装置制取氯气并验证氯气的某些化学性质,其中不能达到实验目的是
A.甲闻氯气的气味 B.实验室用装置乙制取氯气
C.用装置丙验证氯气能支持H2燃烧 D.用装置丁除去尾气中的氯气
4.实验室制氯气,既可用浓盐酸与MnO2在加热条件下反应,又可用浓盐酸与KClO3直接反应制取。关于氯气的制取,下列说法正确的是
A.在浓盐酸中加入足量的二氧化锰,充分加热后HCl能完全反应
B.实验室制取法中HCl只做还原剂
C.浓盐酸与KClO3直接反应,氯气只是氧化产物
D.实验室制取法中KClO3、MnO2均为氧化剂
5.下列有关实验室制取及收集氯气的装置正确的是
A. B.
C. D.
6.如图是实验室制取纯净氯气的装置图,下列说法正确的是( )
A.分液漏斗中盛装的是浓硫酸
B.B的目的是除去氯气中的水分
C.E的目的是处理过量的氯气,E中盛装的是Ca(OH)2溶液
D.D广口瓶除了可以用于收集气体外,还可以用做安全瓶
7.实验室制取氯气的试管壁上粘附有MnO2,除去粘附的MnO2可用的试剂是( )
A.蒸馏水 B.氢氧化钾溶液
C.稀盐酸 D.热的浓盐酸
8.实验室进行有关卤素性质实验时有以下有关操作,其中所用装置正确的是
A.氯气的收集 B.氯气的吸收
C.氯化氢的吸收 D.食盐水的蒸发
9.利用下列各组物质制备和收集气体,能采用如图装置的是
A.浓氨水与生石灰反应制NH3
B.浓盐酸与二氧化锰反应制Cl2
C.过氧化氢溶液与二氧化锰反应制O2
D.FeS与稀硫酸反应制H2S
10.(2022·上海杨浦·一模)实验室用a装置制备下列气体时,所选试剂及收集方法均正确的是
气体
试剂
收集
A
b
B
c
C
电石饱和食盐水
d
D
生石灰浓氨水
d
11.列仪器和装置,用橡胶管经过简单连接,可制备收集多种不同的气体(暂不考虑尾气吸收)。关于这些装置的连接,下列说法正确的是
A.制备收集C2H4:连接a→d→f B.制备收集NO2,连接a→c→f
C.制备收集H2S,连接b→c→e D.制备收集NH3,连接b→d→e
12.制备和收集下列气体可采用如图装置的是( )
A.铜与浓硫酸反应制SO2 B.铜与稀硝酸反应制NO
C.乙醇与浓硫酸反应制乙烯 D.氯化钠与浓硫酸反应制HCl
迁移创新
1.(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)阅读下列材料,完成以下3个小题
氯气与冷的烧碱溶液反应可制得“84”消毒液。氯气和烧碱的反应为放热反应,温度较高时,氯气和烧碱还能发生反应:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3 +3H2O。近年来有科学家提出,氯气用于自来水消毒可能对人体有害,所以国家规定了饮用水中余氯含量的标准,而且已经开始使用新的自来水消毒剂,如二氧化氯(ClO2)、臭氧(O3)等。二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,沸点为9.9℃,有毒,易溶于水,在水中的溶解度约为Cl2的5倍。实验室制备ClO2的反应为2NaClO3+SO2+H2SO4 = 2ClO2+2NaHSO4。
(1)下列制取氯气的实验装置或者操作正确的是
A.制取氯气
B.除去Cl2中的HCl气体
C.干燥氯气
D.吸收多余的氯气
(2)下列说法正确的是
A.ClO2具有强还原性,所以能杀菌消毒
B.Cl2用于自来水消毒的离子方程式为:Cl2+H2O=2H++ ClO- + Cl-
C.标准状况下,将11.2LCl2通入水中充分反应,反应中转移电子0.5mol
D.反应2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4中氧化剂和还原剂物质的量之比为2:1
(3)若用如下装置制取“84”消毒液,下列说法不正确的是
A.甲中盛放的试剂可以是高锰酸钾固体
B.乙中可采用热水浴,有利于加快反应速率
C.在通入三颈烧瓶的导管口加装多孔球泡,可以提高氯气的吸收率
D.向烧瓶中滴加浓盐酸时,不需要打开滴液漏斗上口的玻璃塞
2.(25-26高一上·安徽阜阳·期中)实验室制备和收集氯气的常用装置如下图。
(1)图中A的仪器名称是___________,图中收集氯气的装置序号是(填字母)___________。
(2)利用该装置制备氯气的化学方程式为___________。
(3)实验过程中,饱和食盐水、浓硫酸和NaOH溶液的作用分别是___________、__________、__________。
(4)实验中,用含氯化氢146 g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应___________(填“能”或“不能”)得到1mol的氯气,原因是___________。
3.(24-25高一上·广东汕头·期中)实验室制取Cl2及性质的验证实验组合装置如下图所示,请回答下列问题。
(1)A中发生反应的离子方程式为___________, 若产生的氯气(标准状况下)为5.6 L,理论上参加反应的二氧化锰的质量为___________g。实验时往往需要加入适当过量的MnO2,请解释原因:___________。
(2)装置D采用向上排空气法收集氯气的原因是___________。
(3)能证明干燥的氯气没有漂白性的现象是___________。
(4)G的作用是___________,发生反应的化学方程式为___________。
5.(23-24高一上·江苏南通·期中)氯气是一种重要的化工原料,大量用于制造盐酸、漂白剂、农药、染料和药品等。
(1)1774年,瑞典化学家舍勒将浓盐酸与软锰矿(主要成分为)混合加热,发现了氯气。下图为实验室制取Cl2的装置,请回答:
盛放浓盐酸的仪器名称是_______。
(2)下图所示制取氯气的净化、收集、尾气处理的装置能达到实验目的的是_______。(填序号)
A.净化Cl2
B.收集Cl2
C.尾气处理
(3)已知:常温下用和市售浓盐酸(11.9)反应制取Cl2难以进行。但若用漂白粉(有效成分)、高锰酸钾等与浓盐酸反应,常温下很容易制取Cl2。
①已知,如图装置A是氯气的发生装置。加入适量的浓盐酸充分反应有黄绿色气体生成,写出发生反应的化学方程式,并用单线桥标明电子转移的方向和数目:_______。
②装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,则装置C中Ⅲ处应放入的是_______(填序号)。
a.干燥的有色布条 b.湿润的有色布条 c.湿润的淀粉试纸
装置C的Ⅱ处的试剂是_______(填序号)。
a.碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的固体混合物) b.无水氯化钙 c.浓硫酸
③装置D中一般不用澄清石灰水吸收多余的氯气。理由是_______。
(4)84消毒液是一种常见的含氯消毒剂,其有效成分为次氯酸钠。
资料:84消毒液中含氯微粒主要有、、;相同浓度时,的氧化性强于;是反映水溶液中所有物质表现出来的氧化—还原性,值越大,氧化性越强。
某兴趣小组同学研究84消毒液的漂白性,实验如下。
I.向284消毒液中加入2水后,放入红色纸片,观察到纸片慢慢褪色。
Ⅱ.向284消毒液中加入2白醋后,放入红色纸片,观察到纸片迅速褪色。
Ⅲ.测得84消毒液在不同温度时随时间的变化曲线如图。
①已知白醋显酸性,不具有漂白性。实验I、Ⅱ现象不同的原因是_______。
②由实验Ⅲ可得出的结论是_______。
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第一章
化学研究的天地
第三节 化学中常用的实验方法
第1课时 物质的制备
课标要点
1.掌握实验基本操作与核心知识,能准确理解并迁移复杂新情境下的实验设计思路;熟知实验室制备氯气等常见气体的原理、装置及收集方法,在规范操作中提升观察力和实验执行力。
2.提炼并内化综合实验题的解题思维模型,通过小组研讨与活动探究,发展逻辑推理与证据推理能力,增强运用化学知识应对真实情境问题的本领。
3.在实验设计与评价中培养勇于探索的科学精神和严谨的求实态度,深刻体会化学反应在解决资源、能源、环境等实际问题中的关键价值。
学习重难点
重点:氯气实验室制法的原理与装置;制备物质一般思路的归纳。
难点:新情境下实验装置的设计与连接;对实验操作目的与现象的分析推理。
知识点 物质制备的流程和原则
1.实验安全
(1)实验前:做好预习和准备,熟悉实验药品,掌握仪器、药品安全使用要领,理解实验原理,熟悉实验步骤和操作要求。
(2)实验中:规范操作和取用药品、仔细观察和记录实验现象、同组分工协作、沉着冷静处理突发状况、树立环保意识,减少实验排出的废气、废液和固体废物对环境的影响等。
(3)实验后:收拾干净药品和仪器,保持实验室整洁卫生。正确处理实验用剩的试剂以防污染等。
2.一般流程
3.制备的原则
制备物质时一般遵循的原则有:原料易得,原理绿色,条件温和,装置简单,分离方便等。
4.化学品安全使用标识
特别提醒
1.化学品安全使用标识要熟记。
2.好的制备方案,就是用便宜的原料,简单的设备,在安全的条件下,绿色地生成,并容易地得到纯净的产品。
随学随练
1.制备物质时一般遵循的原则不包括
A.原料易得 B.原理简单 C.条件温和 D.分离方便
【答案】B
【解析】制备物质时一般遵循的原则有:原料易得,原理正确,原理绿色,条件温和,步骤简单,分离方便,污染少等原则,故选B。
2.下列化学实验或物质对应的安全标识错误的是
A.氢气在氯气中燃烧
B.酒精
C.钠与水的反应
D.甲烷
【答案】B
【解析】A.氯气是有毒气体,氢气在氯气中燃烧生成的氯化氢为有刺激性气味的气体,故需打开排风扇,图中标识正确,A正确;
B.酒精是易燃液体,不是腐蚀品,应贴上易燃液体标识,B错误;
C.钠与水反应剧烈,需要戴上护目镜,C正确;
D.甲烷是易燃气体,需要贴上易燃气体标识,D正确;
故答案选B。
知识点 实验室制取氯气(重点)
1.氯气的发现:1774年,瑞典化学家舍勒把浓盐酸与软锰矿(主要成分是MnO2)混合在一起加热,意外地发现了一种具有强烈刺激性气味的黄绿色气体。1810年,英国化学家戴维仔细研究了这种黄绿色气体,并将其命名为氯气。
2.氯气的实验室制法
(1)原理: MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
2KMnO4+16HCl===2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
(2) 装置:固液加热型(分液漏斗 + 圆底烧瓶),主要有气体的发生装置、净化除杂装置、干燥装置、收集装置和尾气处理装置
(3)实验仪器:铁架台(带铁圈)、酒精灯、石棉网、圆底烧瓶、分液漏斗、导气管、洗气瓶、集气瓶
(4)净化装置:①杂质成分:用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时,Cl2中混有的杂质气体主要是浓盐酸挥发出来的HCl气体和水蒸气。
②除杂顺序:先除HCl气体,再除水蒸气。
③除杂试剂:用饱和食盐水除去Cl2中少量的HCl气体:常用浓H2SO4,也可用干燥的CaCl2,除去Cl2中少量的水蒸气。
(5) 收集装置:选用收集方法的主要依据是气体的密度和水溶性。因为氯气能溶于水,密度比空气大,所以收集氯气时,不能用排水法,应该用向上排空气法,也可用排饱和食盐水法收集Cl2。
验满方法:①将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即变蓝,则证明已集满。②将湿润的蓝色石蕊试纸靠近盛氯气的瓶口,观察到试纸立即发生先变红后褪色的变化,则证明已集满。
(6)尾气处理装置:氯气有毒,实验室制取氯气时应在密闭系统或通风橱中进行,通常在收集装置的后面连接盛有NaOH溶液的吸收装置。
应注意:①导气管要伸入液面以下;②氢氧化钠溶液的作用:吸收过量的氯气,防止污染环境。
特别提醒
1.反应条件:二氧化锰与浓盐酸反应需加热,稀盐酸与二氧化锰不反应。
2.酸的作用:浓盐酸在反应中既表现还原性(生成Cl₂),又表现酸性(生成MnCl₂)。
3.净化顺序:先除HCl(饱和食盐水),后干燥(浓H2SO4),顺序不可颠倒。
4.验满方法:两种试纸均可验满,但淀粉-KI试纸变蓝是特征反应(Cl₂氧化I⁻为I₂),蓝色石蕊试纸先变红后褪色(酸性+漂白性)。
5.尾气处理:导气管必须伸入NaOH溶液液面以下,确保Cl2被充分吸收。
6.替代氧化剂:KMnO₄氧化性比MnO₂强,与盐酸反应不需加热,适用于快速制备。
易错提醒
1.Cl₂能溶于水(1∶2体积比),不能用排水法;密度比空气大,用向上排空气法。
2.验满在集气瓶口操作,检验则在装置末端或待测气体中操作。
3.吸收Cl₂用NaOH溶液,不用澄清石灰水(Ca(OH)₂溶解度小,吸收不充分)。
4.若尾气处理需考虑防倒吸装置(如倒置漏斗)。
教材延伸
1.Cl₂是酸性气体,不能用碱性干燥剂(如碱石灰、NaOH固体),常用浓H₂SO₄或P₂O₅。
2.淀粉-KI试纸变蓝:Cl₂+2I⁻ === I₂+2Cl⁻,I₂遇淀粉变蓝。
3.蓝色石蕊试纸先变红后褪色:Cl₂+H₂O ⇌ HCl+HClO,HCl使试纸变红,HClO具有漂白性使其褪色。
4.若用NaOH溶液吸收尾气,可在集气瓶与尾气吸收装置间加装一个安全瓶(如广口瓶),防止倒吸。
随学随练
1.弗里茨·哈伯称Cl2为化学战中的“死亡之风”。实验室制取Cl2时,吸收多余Cl2的吸收剂最好选用
A.水 B.饱和Ca(OH)2溶液
C.浓NaOH溶液 D.稀NaOH溶液
【答案】C
【解析】吸收多余的Cl2可以选用足量的碱液,Ca(OH)2微溶于水,饱和Ca(OH)2溶液的浓度小,稀NaOH溶液浓度也小,吸收效果差,所以最好选用浓NaOH溶液,其反应的化学方程式为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O。
故选C。
2.实验室中常用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气。某化学兴趣小组为制取较为纯净、干燥的氯气,设计了如图实验装置。
请回答下列问题:
(1)实验室制取Cl2的化学方程式为 。
(2)向烧瓶里加入少量 粉末,分液漏斗中注入 。
(3)A中盛放的是 ,其作用为 。
(4)B中盛放的是 ,其作用为 。
(5)D中盛放的是 ,其作用为 。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (2) MnO2 HCl (3) 饱和食盐水 除去氯气中的HCl气体 (4) 浓硫酸 干燥氯气 (5) NaOH溶液 吸收多余的氯气,防止污染
【解析】(1)实验室就是用MnO2和浓HCl共热制取Cl2,反应原理为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)实验室就是用MnO2和浓HCl共热制取Cl2时,采用固+液制气体的装置,烧瓶中放入固体药品,即烧瓶中放入MnO2粉末,分液漏斗中放入浓HCl,等组装好装置后就可以将分液漏斗的活塞打开,就可以制取气体了;
(3)实验室就是用MnO2和浓HCl共热制取Cl2时,从原理分析可知,从导管中出来的有Cl2,还有具有挥发性的HCl,还有H2O,所以优先考虑除杂,HCl除去时不能除去Cl2,除去HCl最好的试剂就是饱和食盐水,所以A中盛放的是饱和食盐水,目的就是除去挥发出来的HCl;
(4)将HCl除去后,从A中出来的就剩下Cl2和H2O,所以B是用来除掉H2O的,干燥Cl2用的是浓硫酸,所以B中盛放的是浓硫酸,目的就是除去H2O,干燥Cl2;
(5)Cl2是有毒气体,D的作用就是尾气处理,除掉Cl2用NaOH溶液。
拓展 实验室制取氯气
类别
内容
关键要点/规律
反应原理
MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
① 需加热;② 盐酸既显还原性又显酸性(16 mol HCl中仅10 mol被氧化);③ 稀盐酸不反应
替代氧化剂
KMnO₄、KClO₃、Ca(ClO)₂等
氧化性越强,条件越温和;KMnO₄与稀盐酸不需加热即可反应
发生装置
固+液加热型(分液漏斗+圆底烧瓶,石棉网加热)
分液漏斗便于控制加液速率;圆底烧瓶必须垫石棉网
净化除杂
先通过饱和食盐水(除HCl气体)
① 利用同离子效应降低Cl₂溶解度;② 顺序不可颠倒(若先干燥,后经食盐水会重新引入水蒸气)
干燥
再通过浓H2SO4(除水蒸气)
不可用碱石灰(Cl₂与碱反应)
收集方法
① 向上排空气法(密度比空气大)
② 排饱和食盐水法(Cl₂在饱和食盐水中溶解度小)
① 导管伸入集气瓶底部;② 不可用排水法(Cl2能溶于水)
验满方法
① 湿润的淀粉-KI试纸 → 变蓝
② 湿润的蓝色石蕊试纸 → 先变红后褪色
试纸必须湿润(干燥Cl2无漂白性、无氧化性)
尾气处理
NaOH溶液吸收(2NaOH+Cl₂==NaCl+NaClO+H2O)
① 导管伸入液面以下;② 不可用澄清石灰水(溶解度小,吸收不充分);③ 需防倒吸
活学活用
1.实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取
B.除去中的HCl
C.收集
D.吸收尾气中的
【答案】C
【解析】A.实验室制取氯气使用的是浓盐酸和MnO2反应,不能使用稀盐酸,A错误;
B.除去中的HCl可将气体通入饱和食盐水中,注意长口进入便于充分吸收,应该长进短出,B错误;
C.氯气密度大于空气,可用向上排空气法收集氯气,多功能瓶收集气体注意长进短出,C正确;
D.对氯气的尾气处理应选择氢氧化钠溶液吸收,水吸收效果不好,D错误。
故选C。
2.实验室中常用二氧化锰与浓盐酸共热制取氯气。某化学兴趣小组为制取较为纯净、干燥的氯气,设计了如图实验装置。
请回答下列问题:
(1)实验室制取Cl2的化学方程式为 。
(2)向烧瓶里加入少量 粉末,分液漏斗中注入 。
(3)A中盛放的是 ,其作用为 。
(4)B中盛放的是 ,其作用为 。
(5)D中盛放的是 ,其作用为 。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O (2) MnO2 HCl (3) 饱和食盐水 除去氯气中的HCl气体 (4) 浓硫酸 干燥氯气 (5) NaOH溶液 吸收多余的氯气,防止污染
【解析】(1)实验室就是用MnO2和浓HCl共热制取Cl2,反应原理为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O;
(2)实验室就是用MnO2和浓HCl共热制取Cl2时,采用固+液制气体的装置,烧瓶中放入固体药品,即烧瓶中放入MnO2粉末,分液漏斗中放入浓HCl,等组装好装置后就可以将分液漏斗的活塞打开,就可以制取气体了;
(3)实验室就是用MnO2和浓HCl共热制取Cl2时,从原理分析可知,从导管中出来的有Cl2,还有具有挥发性的HCl,还有H2O,所以优先考虑除杂,HCl除去时不能除去Cl2,除去HCl最好的试剂就是饱和食盐水,所以A中盛放的是饱和食盐水,目的就是除去挥发出来的HCl;
(4)将HCl除去后,从A中出来的就剩下Cl2和H2O,所以B是用来除掉H2O的,干燥Cl2用的是浓硫酸,所以B中盛放的是浓硫酸,目的就是除去H2O,干燥Cl2;
(5)Cl2是有毒气体,D的作用就是尾气处理,除掉Cl2用NaOH溶液。
拓展 常见气体的制备
1.常见气体的实验室制法
气体
反应原理(化学方程式)
发生装置
收集方法
尾气处理
O₂
2KClO₃ ==MnO₂== △ 2KCl + 3O₂↑
或 2KMnO₄ ==△== K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂↑
或 2H₂O₂ ==MnO₂== 2H₂O + O₂↑
固+固加热
或 固+液不加热
排水法
或 向上排空气法
不需要
H₂
Zn + H₂SO₄ ==== ZnSO₄ + H₂↑
固+液不加热
排水法
或 向下排空气法
点燃
CO₂
CaCO₃ + 2HCl ==== CaCl₂ + H₂O + CO₂↑
固+液不加热
向上排空气法
不需要
Cl₂
MnO₂ + 4HCl(浓) ==△== MnCl₂ + Cl₂↑ + 2H₂O
固+液加热
向上排空气法
或 排饱和食盐水法
NaOH溶液
HCl
2NaCl + H₂SO₄(浓) ==△== Na₂SO₄ + 2HCl↑
固+液加热
向上排空气法
水吸收(防倒吸)
SO₂
Na₂SO₃ + H₂SO₄(浓) ==== Na₂SO₄ + SO₂↑ + H₂O
固+液不加热
向上排空气法
NaOH溶液
NO
3Cu + 8HNO₃(稀) ==== 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
固+液不加热
排水法(唯一可用)
不需要
NO₂
Cu + 4HNO₃(浓) ==== Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O
固+液不加热
向上排空气法
NaOH溶液
NH₃
2NH₄Cl + Ca(OH)₂ ==△== CaCl₂ + 2NH₃↑ + 2H₂O
固+固加热
向下排空气法
水吸收(防倒吸)
CH₄
CH₃COONa + NaOH ==△== Na₂CO₃ + CH₄↑
固+固加热
排水法
或 向下排空气法
不需要
C₂H₄
C₂H₅OH --浓H₂SO₄,170℃--> CH₂=CH₂↑ + H₂O
固+液加热
排水法
不需要
C₂H₂
CaC₂ + 2H₂O ==== Ca(OH)₂ + C₂H₂↑
固+液不加热
排水法
2.气体的收集方法
收集方法
适用条件
代表气体
优点
注意事项
排水集气法
不溶于水
不与水反应
O₂、H₂、NO、CH₄、C₂H₄、C₂H₂
纯度高达100%(除水蒸气)
易判断是否集满
导管口伸入集气瓶口部即可
集满后在水面下盖好玻璃片取出
向上排空气法
密度比空气大
不与空气反应
CO₂、Cl₂、HCl、SO₂、NO₂
操作简便
气体较干燥
导管需伸入集气瓶底部(排尽空气)
集气瓶正放
向下排空气法
密度比空气小
不与空气反应
H₂、NH₃、CH₄
操作简便
气体较干燥
导管需伸入集气瓶底部(排尽空气)
集气瓶倒放
排饱和食盐水法
能溶于水
在盐溶液中溶解度减小
Cl₂
收集纯度较高
同时除去HCl杂质
3.制备物质的完整装置连接顺序
环节
功能
常见装置
典型试剂(以Cl₂为例)
发生装置
产生目标气体
固+液加热型(分液漏斗+圆底烧瓶)
MnO₂ + 浓HCl
净化
除去杂质气体
洗气瓶(长进短出)
饱和食盐水(除HCl)
干燥
除去水蒸气
洗气瓶 / 干燥管
浓H₂SO₄
收集
收集纯净气体
集气瓶(正放/倒放)
向上排空气法(正放)
尾气处理
吸收有毒尾气
烧杯 + 防倒吸装置
NaOH溶液
连接顺序口诀:
发生 → 净化 → 干燥 → 收集 → 尾气处理
(若目标气体本身无需干燥,可省略干燥环节;若检验气体性质,常在收集前接检验装置)
4.常见气体的发生装置
装置类型
装置特征
适用气体
注意事项
固+固加热型
试管口略向下倾斜
铁架台固定
O₂(KClO₃/MnO₂、KMnO₄)
NH₃(NH₄Cl+Ca(OH)₂)
CH₄(CH₃COONa+NaOH)
试管口略向下倾斜→防止冷凝水倒流炸裂试管;
收集O₂时,导管口有连续均匀气泡冒出时开始收集
固+液不加热型
锥形瓶/圆底烧瓶+长颈漏斗/分液漏斗
启普发生器
H₂(Zn+稀H₂SO₄)
CO₂(CaCO₃+稀HCl)
SO₂(Na₂SO₃+浓H₂SO₄)
NO(Cu+稀HNO₃)
NO₂(Cu+浓HNO₃)
C₂H₂(CaC₂+H₂O)
O₂(H₂O₂+MnO₂)
长颈漏斗末端必须浸入液面以下(液封),防止气体逸出;
分液漏斗可控制滴速,便于控制反应速率
固+液加热型
圆底烧瓶+分液漏斗
需石棉网加热
Cl₂(MnO₂+浓HCl)
HCl(NaCl+浓H₂SO₄)
C₂H₄(C₂H₅OH+浓H₂SO₄,170℃)
圆底烧瓶必须垫石棉网加热;
温度计的位置因实验而异(C₂H₄制备时温度计插入液面下)
5.常见气体的检验方法
气体
检验方法
现象
注意事项
O₂
带火星的木条伸入集气瓶中
木条复燃
最简单、最特征的方法
H₂
点燃,火焰上方罩干冷烧杯
或通过灼热CuO后检验产物
火焰淡蓝色,烧杯壁有水珠
黑色CuO变红,无水CuSO₄变蓝
点燃前必须验纯
CO₂
通入澄清石灰水
石灰水变浑浊
不可用燃着的木条(N₂也使木条熄灭)
Cl₂
湿润的淀粉-KI试纸
湿润的蓝色石蕊试纸
试纸变蓝
先变红后褪色
两种方法均可,前者更特征
HCl
湿润的蓝色石蕊试纸
或蘸有浓氨水的玻璃棒
变红
产生白烟
白烟为NH₄Cl固体颗粒
SO₂
通入品红溶液
品红溶液褪色(加热后恢复红色)
与Cl₂漂白原理不同(SO₂为化合漂白,可逆)
NO
在集气瓶中露置空气
气体由无色变为红棕色(NO₂)
特征检验方法
NO₂
观察颜色
通入NaOH溶液
红棕色气体
生成无色溶液
红棕色是NO₂的特征
NH₃
湿润的红色石蕊试纸
蘸有浓盐酸的玻璃棒
变蓝
产生白烟
两种方法均可,前者更常用
CH₄
点燃,火焰上方罩干冷烧杯后迅速倒转加石灰水
火焰淡蓝色,烧杯壁有水珠,石灰水变浑浊
与H₂鉴别需结合石灰水变浑浊
C₂H₄
通入酸性KMnO₄溶液
或通入溴的CCl₄溶液
KMnO₄溶液褪色
溴的CCl₄溶液褪色
乙烯使KMnO₄褪色是氧化反应,使溴水褪色是加成反应
C₂H₂
通入酸性KMnO₄溶液
或通入溴的CCl₄溶液
KMnO₄溶液褪色
溴的CCl₄溶液褪色
与乙烯现象相似
6.干燥剂的选择原则:
酸性气体用酸性干燥剂(或中性),碱性气体用碱性干燥剂(或中性),即“酸对酸,碱对碱”。
干燥剂不能与气体发生反应。
浓H₂SO₄不能干燥H₂S、HBr、HI等还原性气体(会氧化)。
7.尾气的处理装置
具有毒性或污染性的尾气必须进行处理,常用处理尾气装置如图1所示。
一般常用吸收液吸收这些有害气体,a、b为溶解度不是很大的尾气处理装置,c、d为溶解度大且吸收速率很快的尾气处理装置,难以吸收的尾气如CO,应于末端燃烧除去,如e。此外还可以用塑料袋盛装尾气。
活学活用
(24-25高二上·上海嘉定·期中)根据实验目的设计如下装置制备收集干燥纯净的气体,不正确的是(不定项)
A.:连接a→c→g B.HCl:连接a→e→d
C.:连接b→e→c D.:连接a→f→c→e→d
【答案】AC
【解析】A.实验室制备乙烯,利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反应:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,所以需温度计测在反应混合物的温度,所以连接a→c→g无法制备,A错误;
B.实验室制取HCl气体的原理是利用“不挥发性酸制挥发性酸”的规律,可以通过浓硫酸与氯化钠固体在加热下反应制得,HCl气体用向上排空气法收集,用碱石灰吸收尾气,连接a→e→d可以达到目的,B正确;
C.实验室用电石和饱和食盐水制取乙炔,反应制得的中通常会含有硫化氢等杂质气体,需用硫酸铜溶液吸收杂质气体,连接b→e→c不能达到目的,C错误;
D.实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下制取氯气,饱和NaCl溶液抑制氯气溶解,所以可以用饱和食盐水除去氯气中的HCl;可以用浓硫酸干燥氯气;氯气密度大于空气,应该用向上排空气法收集氯气,用碱石灰处理尾气,所以连接顺序是a→f→c→e→d,可以达到目的,D正确;
故答案为:AC。
题型 化学实验安全
▌例1 进行化学实验必须注意实验安全。下列说法正确的是
A.不慎将酒精洒到桌面上着火时,可用湿抹布盖灭
B.不慎将浓硫酸溶液沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,再用碳酸氢钠稀溶液和清水冲洗
C.不慎将浓碱溶液沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,然后涂上盐酸溶液
D.配制硫酸溶液时,可先在量筒中加入一定体积的水,再在搅拌下慢慢加入浓硫酸
【答案】A
【解析】A、洒在桌面上的酒精燃烧起来,立即用湿抹布或沙子扑灭,降温和隔绝空气可灭火,故A正确;B、不慎将浓硫酸溶液沾到皮肤上,要立即用大量的水冲洗,然后涂上3%-5%的碳酸氢钠溶液,故B错误;C、不慎将浓碱溶液沾到皮肤上,要立即用大量水冲洗,再涂上硼酸溶液,故C错误;D、不能在量筒中稀释浓硫酸,故D错误;故选A。
解题贴士
爆炸物
易燃类的物质
氧化性物质
加压
气体
毒性
物质
警告
腐蚀类
物质
健康
危害
环境
危害
▌对点练1-1 进行化学实验时应重视实验安全。在分别加热Na2CO3和NaHCO3,观察现象,比较Na2CO3和NaHCO3热稳定性的实验过程中,涉及到的图标组合正确的是
①;② ;③;④;⑤;⑥
A.①②③④ B.①③⑤⑥ C.②③④⑥ D.①③④⑤
【答案】D
【解析】进入实验室,需要带护目镜,并且离开时要洗手,同时该实验要加热用到酒精灯,同时要防止烫伤,则涉及到的图标组合正确的是①③④⑤;故选D。
▌对点练1-2 化学实验中具有安全和规范意识是重要的素养。下列说法不正确的是
A.金属钠着火时,立即用干燥的沙土覆盖
B.实验后未用完的钠可以放回原试剂瓶
C.含硫酸的废液可以直接排放
D.如果不慎将酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%的溶液冲洗
【答案】C
【解析】A.钠与水反应生成氢气,所以金属钠着火时,不能用水扑灭,应该用干燥的沙土覆盖,故A项正确;
B.在实验中应将未用完的钠放回原试剂瓶,防止钠燃烧、引起火灾,故B项正确;
C.含硫酸的废液直接排放会腐蚀管道、污染水体,故C项错误;
D.不慎将腐蚀性的酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%的NaHCO3溶液冲洗,降低酸对皮肤的腐蚀性,故D项正确;
故本题选C。
题型 常见的气体制备、净化、收集装置
▌例2 实验室制取下列气体,所选的反应试剂、制备装置与收集方法合理的是
选项
气体
反应试剂
制备装置
收集方法
A
石灰石、稀硫酸
b
d
B
、浓盐酸
b
d
C
、氢氧化钙
a
e
D
、浓硝酸
c
f
【答案】C
【解析】A.由于硫酸钙微溶,生成的硫酸钙附着在碳酸钙表面阻止反应进行,应该用盐酸,另外二氧化碳密度大于空气的,应该用向上排空气法收集,选择d装置,A错误;
B.二氧化锰氧化浓盐酸需要加热,应该选择c装置,B错误;
C.熟石灰和氯化铵在加热条件下反应生成氨气,氨气密度小于空气,用向下排空气法收集,C正确;
D.铜和浓硝酸反应不需要加热,二氧化氮能与水反应,不能用排水法收集,D错误;
故选C。
解题贴士
1.常见的气体制备装置
固—固加热型
固—液加热型
液—液加热型
固—液常温型
2.常见的气体净化装置
液体除杂试剂
固体除杂试剂
常温时
加热条件下
洗气瓶
干燥管
U型管
硬质玻璃管
▌对点练2-1 实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
气体
试剂
制备装置
收集方法
A
a
d
B
Zn+稀
b
e
C
石灰石+稀
b
c
D
+浓盐酸
b
c
【答案】B
【解析】A.用加热KMnO4的方法制备O2,所以可用a装置制备O2,因为O2密度比空气大且不溶于水,所以不能用d装置收集O2,可用c或e装置收集O2,A错误;
B.用Zn和稀硫酸制备H2不需要加热,所以应用b装置制备H2,H2不溶于水,所以可用e装置收集H2,B正确;
C.石灰石与稀硫酸反应生成的CaSO4微溶于水,会覆盖在石灰石表面,阻碍反应的继续进行,所以不能用石灰石与稀硫酸制取二氧化碳,C错误;
D.用MnO2和浓盐酸反应制备Cl2需要加热,b装置无加热,不能制取氯气,D错误;
故选B。
▌对点练2-2 用如图所示装置(除杂和尾气处理装置任选)和相应试剂能制备和收集少量气体的是
A.过氧化钠和水 B.电石和水 C.锌粉和稀硫酸 D.大理石和稀盐酸
【答案】D
【解析】A.过氧化钠与水反应生成氧气,反应的化学方程式为;过氧化钠为粉末状固体,会透过多孔隔板下落,无法实现固液分离以控制反应的停止,且该反应剧烈放热,存在安全隐患,A不符合题意;
B.电石与水反应生成乙炔,反应的化学方程式为;该反应剧烈且放热,生成的悬浊液易堵塞多孔隔板,同时电石遇水会迅速粉化,无法通过隔板控制反应,B不符合题意;
C.锌粉和稀硫酸反应生成氢气,反应的化学方程式为;锌粉为粉末状,会透过多孔隔板漏下,不能实现固液分离,无法控制反应的发生与停止,C不符合题意;
D.大理石和稀盐酸反应生成二氧化碳,反应的化学方程式为;大理石为块状固体,可放置在多孔隔板上,能通过长颈漏斗添加稀盐酸控制反应,可用排饱和碳酸氢钠溶液收集气体,D符合题意;
故选D。
题型 氯气的制备
▌例3 1774年,瑞典化学家舍勒将软锰矿与浓盐酸混合加热,产生了氯气。某兴趣小组利用以下装置进行了氯气的发生、净化、干燥、收集实验,能达到预期目的的是
A.氯气发生装置
B.氯气净化装置
C.氯气干燥装置
D.氯气收集装置
【答案】C
【解析】A.二氧化锰与浓盐酸反应需要加热,且二氧化锰固体不是块状的,不能使用启普发生器产生氯气,选项A错误;
B.该装置为气体尾气处理装置,不是气体净化装置,气体净化装置应该用洗气瓶,且气体净化装置中的试剂应该用饱和食盐水,选项B错误;
C.五氧化二磷是酸性干燥剂,可以干燥氯气,选项C正确;
D.氯气的密度比空气的大,气体应该“长进短出”,选项D错误;
答案选C。
解题贴士
1.反应原理:浓盐酸+强氧化性物质(如MnO2、KMnO4、KClO3等)。
我们课本上使用的是:MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O
2.制备氯气的优化装置及作用如图:
▌对点练3-1 下列关于氯气的实验室制备、除杂和应用的原理及装置均正确的是
A.制取
B.除去HCl
C.干燥
D.喷泉实验
【答案】A
【解析】A.浓盐酸与二氧化锰在加热条件下制取氯气,A正确;
B.除去氯气中的HCl要用饱和氯化钠溶液,B错误;
C.碱石灰会与氯气反应,干燥氯气要用浓硫酸,不可以用碱石灰,C错误;
D.氯气不溶于饱和食盐水,无法形成喷泉,D错误;
故选A。
▌对点练3-2 一个国家的氯产量常被看作是化学工业发展水平的重要标志。实验室制取氯气的原理或装置不能达到实验目的的是
A.用装置甲制备氯气 B.用装置乙除去Cl2中的HCl气体
C.用装置丙干燥氯气 D.用装置丁吸收多余的氯气
【答案】A
【解析】A.二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,装置甲中缺少酒精灯不能用于制备氯气,不能达到实验目的,故A符合题意;
B.饱和氯化钠溶液能吸收氯化氢,且能降低氯气的溶解度,故可除去Cl2中的HCl气体,能达到实验目的,故B不符合题意;
C.浓硫酸具有吸水性,能干燥氯气,能达到实验目的,故C不符合题意;
D.氯气有毒可以使用氢氧化钠溶液吸收减少污染,故D不符合题意;
故选A。
基础通关
1.下列制取氯气的实验装置或者操作正确的是
A.甲装置制备氯气 B.乙装置除去中的气体
C.丙装置干燥氯气 D.丁装置吸收多余的氯气
【答案】C
【解析】A.常温下,浓盐酸和MnO2不反应,图中缺少加热装置,故A错误;
B.氯气、HCl都能和饱和碳酸氢钠溶液反应生成CO2,且引进新的杂质,应该用饱和食盐水除去氯气中的HCl,故B错误;
C.浓硫酸具有吸水性且和氯气不反应,所以可以用浓硫酸干燥氯气,故C正确;
D.石灰水中Ca(OH)2浓度很低,不能充分吸收Cl2,应该用NaOH浓溶液,故D错误。
答案选C。
2.实验室制取氯气的装置如题所示,主要操作步骤为
①加热制取氯气 ②收集氯气 ③检查装置气密性 ④处理尾气
A.①②③④ B.③①②④ C.②④③① D.④③①②
【答案】B
【分析】实验室制取氯气由二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应,在反应前要先检查装置气密性,再制取和收集,最后要注意尾气处理问题, 则正确的实验操作顺序是③①②④。
【解析】A.③检查装置气密性应在①加热制取氯气前,故A选项错误。
B.③①②④顺序正确,故B选项正确。
C.③检查装置气密性①加热制取氯气应在②收集氯气前,故C选项错误。
D.④处理尾气应该在最后,故D选项错误。
故正确答案:B。
3.下列有关实验室制取氯气的说法不正确的是
A.可用二氧化锰和稀盐酸加热反应生成氯气
B.干燥氯气时常用浓硫酸作干燥剂
C.多余的氯气用氢氧化钠溶液吸收
D.收集氯气用向上排空气法
【答案】A
【解析】A.制备氯气用浓盐酸,二氧化锰和稀盐酸不反应,故A错误;
B.浓硫酸能吸收水蒸气且和氯气不反应,所以实验室制取氯气时用浓硫酸作干燥剂,故B正确;
C.氯气和氢氧化钠反应生成氯化钠和次氯酸钠,可用氢氧化钠溶液吸收氯气,防止污染环境,故C正确;
D.氯气的密度大于空气,用向上排气法收集,故D正确;
故选A。
4.下图是用少量KClO3与1L 8mol/L的过量浓盐酸反应制取氯气的简易装置。下列说法不正确的是
A.装置A中固体也可以用高锰酸钾、重铬酸钾等代替
B.装置A发生反应的方程式为KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O
C.不考虑Cl2的溶解,向A中加入足量AgNO3,根据沉淀质量不可求出剩余盐酸的量
D.装置B盛放的是饱和食盐水,目的为除去HCl
【答案】D
【解析】A.常温下,浓盐酸和高锰酸钾、重铬酸钾均能发生反应制氯气,因此可以使用该装置,A正确;
B.用KClO3与浓盐酸反应,生成氯化钾、氯气和水,反应方程式为:KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O,B正确;
C.反应得到的产物为KCl,向其中加入过量的AgNO3,生成的AgCl中有剩余盐酸生成的沉淀也有KCl反应生成的,因此不能利用沉淀质量可求出剩余盐酸的量,C正确;
D.分析制取氯气的简易装置可知,B装置是用向上排空气法收集氯气,D错误;
答案选D。
5.下列关于实验室制取氯气的说法正确的是
A.盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替
B.为了便于学生观察氯气的制备实验,可在讲台上直接做氯气的制备实验
C.可用饱和食盐水吸收尾气
D.可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸,观察氯气是否收集满
【答案】D
【解析】A.盛浓盐酸的分液漏斗可用长颈漏斗代替无法控制盐酸的用量,A错误;
B.不可在讲台上直接做氯气的制备实验,需在通风橱中进行,否则会造成中毒事件,B错误;
C.饱和食盐水不能与氯气反应,不能用于吸收尾气,C错误;
D.可在集气瓶口放一张湿润的淀粉碘化钾试纸,若试纸变蓝,则氯气集满,D正确;
答案选D。
6.下图是实验室制取氯气的装置图,下列说法不正确的是
A.装置a中发生的反应:(浓)
B.装置b中能够收集到纯净且干燥的氯气
C.装置c的作用是吸收尾气
D.本实验中浓盐酸体现了还原性和酸性
【答案】B
【解析】A.装置a中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,化学方程式为:(浓),故A正确;
B.装置a中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,生成的氯气中混有水和氯化氢气体,不能收集到纯净且干燥的氯气,故B错误;
C.氯气能够和氢氧化钠溶液反应,装置c的作用是吸收尾气,故C正确;
D.装置a中发生的反应:(浓),HCl中部分Cl元素化合价上升,浓盐酸体现了还原性和酸性,故D正确;
故选B。
7.下列实验装置能达到实验目的的是
A.图①用于氯气的制取 B.图②用于证明氯气具有漂白性
C.图③用于吸收多余的氯气 D.图④用于除去氯气中的氯化氢气体
【答案】D
【解析】A.二氧化锰和浓盐酸反应须加热,A错误;
B.氯气本身无漂白性,氯气与水反应生成的次氯酸有漂白性,B错误;
C.溶液浓度太小,不能保证氯气完全吸收,C错误;
D.HCl气体极易溶于水且在饱和食盐水中溶解度较小,D正确;
故选D。
8.列关于氯气的实验装置能达到实验目的的是
A.图①:制取氯气的发生装置 B.图②:除氯气中混有的少量氯化氢气体
C.图③:收集氯气 D.图④:氯气的尾气处理
【答案】C
【解析】A. 实验室制备氯气,利用二氧化锰与浓盐酸在加热条件下进行,图示装置没有加热装置(酒精灯),故A错误;
B. 除氯气中混有的少量氯化氢气体,需将气体通入盛有饱和氯化钠的洗气瓶,且进气方式为“长管进短管出”,故B错误;
C. 氯气的密度比空气大,收集氯气需用向上排空气法,图示装置符合规范操作,故C正确;
D. 氯气极易与氢氧化钠反应生成盐和水,其尾气吸收装置中应盛有氢氧化钠溶液,而不是饱和氯化钠溶液,故D错误;
答案选C。
9.植物中山茶花、石榴可以吸收氯气,紫藤和月季对氯气的吸收净化能力也很强。在实验室制取Cl2时,尾气一般要用NaOH溶液吸收而不用澄清石灰水吸收的理由是( )
A.氯气不与石灰水反应
B.澄清石灰水能吸收空气中的CO2而变浑浊
C.氯气与Ca(OH)2反应生成的CaCl2难溶于水
D.Ca(OH)2微溶于水,澄清石灰水中Ca(OH)2的含量少,吸收的尾气也很少
【答案】D
【分析】氯气能与石灰水反应,但相同条件下,氢氧化钠的溶解度远大于氢氧化钙的溶解度,氢氧化钙微溶于水,澄清石灰水浓度较低,吸收氯气较少,所以实验室制氯气产生的尾气一般用氢氧化钠溶液吸收、不用澄清石灰水吸收,以此解答。
【解析】A. 氯气和石灰水反应生成氯化钙、次氯酸钙和水,故A不选;
B. 空气中二氧化碳含量较少,长期放置澄清石灰水可以吸收空气中二氧化碳变浑浊,但这不是用氢氧化钠溶液吸收氯气,不用石灰水吸收的原因,故B不选;
C. 氯化钙易溶于水,故C不选;
D. 氢氧化钙微溶于水,澄清石灰水中氢氧化钙的含量少、吸收氯气少,故D选;
故选D。
10.(25-26高一下·浙江宁波·期末)下列关于实验室制取氯气的相关说法正确的是
A.可用向下排空气法收集氯气
B.可用湿润的淀粉-KI试纸验满
C.尾气处理时,可用饱和食盐水吸收过量的氯气
D.发生装置若放热过于剧烈,可用冷水浇淋圆底烧瓶
【答案】B
【解析】A.氯气的摩尔质量为71g/mol,大于空气平均摩尔质量29g/mol,密度比空气大,应采用向上排空气法收集,不可用向下排空气法,A错误;
B.氯气具有氧化性,可与KI发生反应,生成的碘单质遇淀粉变蓝,因此可用湿润的淀粉-KI试纸验满,B正确;
C.氯气在饱和食盐水中溶解度极低,饱和食盐水仅可除去氯气中混有的HCl杂质,无法吸收尾气氯气,过量氯气需用NaOH溶液吸收,C错误;
D.圆底烧瓶为玻璃仪器,若放热剧烈时用冷水浇淋,会因骤冷发生炸裂,存在安全隐患,D错误;
故选B。
11.在实验室用下列装置制取氯气并验证氯气的某些化学性质,其中能达到实验目的是
A.用装置甲制取氯气 B.用装置乙除去氯气中的HCl
C.用装置丙收集一试管氯气 D.用装置丁验证氯气能支持H2燃烧
【答案】D
【解析】A.实验室用浓盐酸和二氧化锰制取氯气时需要加热,该装置中没有加热装置,故A不符合;
B.除去氯气中的HCl气体用饱和食盐水,NaOH能与氯气反应,故B不符合;
C.氯气密度大于空气,选用向上排空气法,故C不符合;
D.装置丁可以用于验证氯气能支持氢气燃烧,发生反应,故D符合;
故选D。
12.(25-26高一下·安徽·期中)实验室制备下列气体所选试剂、制备装置及收集方法均正确的是
选项
气体
试剂
制备装置
收集方法
A
+稀硫酸
b
e
B
a
d
C
a
d
D
Cu+浓硝酸
b
c
【答案】D
【分析】a为固固加热制气装置,b为固液不加热制气装置,c为向上排空气法(收集密度大于空气的气体),d为向下排空气法(收集密度小于空气的气体),e为排水法(收集不溶于水的气体)。
【解析】A.与稀硫酸反应生成微溶的,会覆盖在表面阻止反应持续进行,不能用该试剂制备,A错误;
B.仅加热分解生成和,二者在试管口遇冷会重新化合生成,无法得到,制备需要和固体混合加热,B错误;
C.加热制,发生装置a正确,但密度大于空气,应该用向上排空气法(装置c)或排水法(装置e)收集,d是向下排空气法,收集方法错误,C错误;
D.和浓硝酸常温反应生成,属于固液不加热制气,发生装置b正确;密度大于空气,且能与水反应,选择向上排空气法(装置c)收集,均正确,D正确;
故答案选D。
13..(25-26高一下·湖南·阶段检测)常温常压下,下列试剂及装置甲、乙可以制备并收集相应气体的是(净化装置、尾气吸收装置、夹持装置略)
选项
试剂
气体
A
和浓盐酸
B
铜屑和稀硝酸
NO
C
锌和稀硫酸
D
FeS和稀硫酸
【答案】D
【解析】A.二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应,题中所给装置缺少加热,故A项不符合题意;
B.NO与空气中的O2反应生成NO2,不能用排空气法收集NO,应用排水法收集NO,故B项不符合题意;
C.氢气的密度小于空气,收集氢气时,装置乙中导管应长进短出,故C项不符合题意;
D.硫化亚铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和硫化氢,硫化氢的密度大于空气,题中所给装置能达到实验目的,故D项符合题意;
故答案为D。
14.(2025·河北邯郸·模拟预测)关于化学实验操作安全,下列表述错误的是
A.蒸馏石油时要加碎瓷片防暴沸
B.贴有标识的试剂可随意存放
C.稀释浓硫酸时将酸缓慢倒入水中并不断搅拌
D.白磷应保存在冷水中防止自燃
【答案】B
【解析】A.蒸馏石油时加碎瓷片可防止暴沸,故A正确;
B.该标识为易燃物标识,不能随意存放,故B错误;
C.浓硫酸稀释时放出大量的热,因此稀释浓硫酸时应将浓硫酸缓慢倒入水中并搅拌防止液体飞溅,故C正确;
D.白磷易自燃,保存在冷水中可防止其自燃,故D正确;
故答案选B。
15.(24-25高一上·广东广州·期末)化学实验安全和规范至关重要。下列操作不符合要求的是
A.实验结束后,将剩余的钠放到废液缸中
B.戴护目镜观察金属Na与H2O的反应
C.稀释浓硫酸时,将浓硫酸沿容器壁缓慢注入水中,并不断搅拌
D.闻气味时,用手轻轻地在瓶口扇动,使极少量的气体进入鼻孔
【答案】A
【解析】A.钠化学性质活泼,可与水剧烈反应,不能随意放入废液缸,应放回原试剂瓶,A错误;
B.金属钠与水反应剧烈,可能使液体飞溅,戴护目镜是必要的安全措施,B正确;
C.稀释浓硫酸的正确操作是将浓硫酸沿容器内壁缓慢注入水中并搅拌,避免局部过热,C正确;
D.闻气体时扇动少量气体进入鼻孔是规范操作,可避免直接吸入有害气体,D正确;
答案选A。
16.下列行为符合化学实验安全要求的是
A.做实验剩余的金属钠直接丢弃在废液缸中
B.配制稀硫酸时,将水缓慢倒入浓硫酸中并不断搅拌
C.点燃CH4前,检验气体的纯度
D.大量有毒氯气(密度比空气大)氯气泄漏时,迅速离开现场并尽量往低处去
【答案】C
【解析】做实验剩余的金属钠放回原容器,故A错误;配制稀硫酸时,将浓硫酸缓慢倒入水中并不断搅拌,故B错误;点燃可燃性气体前,都要检验气体的纯度,故C正确;大量氯气泄漏时,迅速离开现场并尽量往高处去,故D错误。
素养提升
1.下列实验装置与实验目的相符的是
A.溶液的配制
B.氯气的净化
C.加热结晶水合物
D.制取氯气
【答案】D
【解析】A.溶液的配制定容时需要用玻璃棒引流,A错误;
B.净化氯气应先通过饱和食盐水除去HCl气体,再通过浓硫酸除去水蒸气,B错误;
C.加热结晶水合物时,防止冷凝水倒流,应将试管口略向下倾斜,C错误;
D.浓硫酸和二氧化锰在加热的条件下制取氯气,D正确;
故选D。
2.瑞典化学家舍勒制取氯气的反应原理为,下列有关说法正确的是
A.该反应的氧化剂是 B.可以用固体进行干燥
C.该实验产生的尾气可以直接排放 D.常用向下排空气法收集
【答案】A
【解析】A.该反应中Mn的化合价降低,被还原,故是氧化剂,A正确;
B.由于Cl2能与NaOH反应,故Cl2不可以用固体进行干燥应该用浓硫酸或者P2O5等酸性干燥剂干燥,B错误;
C.Cl2有毒,则该实验产生的尾气不可以直接排放,应该用NaOH溶液进行尾气处理,C错误;
D.Cl2的密度比空气的大,故常用向上排空气法收集或者排饱和食盐水法收集,D错误;
故答案为:A。
3.在实验室用下列装置制取氯气并验证氯气的某些化学性质,其中不能达到实验目的是
A.甲闻氯气的气味 B.实验室用装置乙制取氯气
C.用装置丙验证氯气能支持H2燃烧 D.用装置丁除去尾气中的氯气
【答案】B
【解析】A.甲闻氯气的气味:用手轻轻扇动让少量气体进入鼻孔,故A正确;
B.浓盐酸与二氧化化锰发生氧化还原反应生成氯气,需要加热,故B错误;
C.氢气能在氯气中燃烧,产生苍白色的火焰,用装置丙验证氯气能支持H2燃烧能实现,故C正确;
D.氯气用盛氢氧化钠的洗气瓶吸收,故D正确;
故选B。
4.实验室制氯气,既可用浓盐酸与MnO2在加热条件下反应,又可用浓盐酸与KClO3直接反应制取。关于氯气的制取,下列说法正确的是
A.在浓盐酸中加入足量的二氧化锰,充分加热后HCl能完全反应
B.实验室制取法中HCl只做还原剂
C.浓盐酸与KClO3直接反应,氯气只是氧化产物
D.实验室制取法中KClO3、MnO2均为氧化剂
【答案】D
【解析】A.二氧化锰与浓盐酸反应,随反应进行,浓盐酸变成稀盐酸,二氧化锰与稀盐酸不反应,盐酸不能完全反应,故A错误;
B.由4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O可知,生成氯化锰体现HCl的酸性,生成氯气体现HCl的还原性,故B错误;
C.反应:KClO3+6HCl(浓)═KCl+3Cl2↑+3H2O,KClO3中氯元素化合价降低被还原生成氯气,HCl中氯元素化合价升高被氧化生成氯气,氯气是氧化产物、还原产物,故C错误;
D.实验室制取法中KClO3中氯元素化合价降低、MnO2中锰元素化合价降低,均为氧化剂,故D正确;
故选:D。
5.下列有关实验室制取及收集氯气的装置正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
A.稀盐酸和不反应,不能生成氯气,应该用浓盐酸,A项错误;
B.氯气通入溶液中会被吸收,不能收集到氯气,应采用饱和溶液,B项错误;
C.氯气的密度比空气的密度大,用向上排空气法收集氯气时,应短进长出,图示装置符合收集原理,C项正确;
D.氯气应用溶液吸收,溶解度小,吸收的氯气太少,D项错误。
答案选C。
6.如图是实验室制取纯净氯气的装置图,下列说法正确的是( )
A.分液漏斗中盛装的是浓硫酸
B.B的目的是除去氯气中的水分
C.E的目的是处理过量的氯气,E中盛装的是Ca(OH)2溶液
D.D广口瓶除了可以用于收集气体外,还可以用做安全瓶
【答案】D
【分析】整套装置中,A为制氯气装置,B为除去氯气中的氯化氢装置,C为氯气的干燥装置,D为氯气的收集装置,E为氯气的尾气处理装置。
【解析】A. 分液漏斗中盛装的液体是浓盐酸,A不正确;
B. B装置的作用是除去氯气中的氯化氢,B不正确;
C. E中盛装的是NaOH溶液,因为Ca(OH)2溶液浓度太小,吸收效果太差,C不正确;
D. 因为Cl2的密度比空气大,所以导管长进短出,另外,还有防倒吸的功能,D正确。
故选D。
7.实验室制取氯气的试管壁上粘附有MnO2,除去粘附的MnO2可用的试剂是( )
A.蒸馏水 B.氢氧化钾溶液
C.稀盐酸 D.热的浓盐酸
【答案】D
【分析】MnO2能与热的浓盐酸反应生成二氯化锰,氯气和水,与稀盐酸不反应。
【解析】MnO2与蒸馏水、氢氧化钾溶液、稀盐酸不反应,能与热的浓盐酸反应生成二氯化锰,氯气和水,则除去沾附的MnO2可用的试剂是热的浓盐酸,故答案为D。
8.实验室进行有关卤素性质实验时有以下有关操作,其中所用装置正确的是
A.氯气的收集 B.氯气的吸收
C.氯化氢的吸收 D.食盐水的蒸发
【答案】C
【解析】A.气体收集,应该是毛玻璃片盖在集气瓶口,且氯气是有毒气体,要进一步采取尾气处理的装置,A错误;
B.氯气的水溶性不大,可以和强碱反应,可以用氢氧化钠溶液来进行尾气处理,B错误;
C.氯化氢极易溶于水,四氯化碳的密度比水大,使用该装置可以防止倒吸发生,C正确;
D.食盐水的蒸发要在蒸发皿中进行,不能在坩埚中进行,D错误;
故合理选项是C。
9.利用下列各组物质制备和收集气体,能采用如图装置的是
A.浓氨水与生石灰反应制NH3
B.浓盐酸与二氧化锰反应制Cl2
C.过氧化氢溶液与二氧化锰反应制O2
D.FeS与稀硫酸反应制H2S
【答案】C
【分析】根据装置图可知,该反应装置中反应物可以是固液混合物,且不需要加热,采用向上排空气法收集气体,则收集的气体密度大于空气的密度且与氧气不反应,据此分析解答。
【解析】A. 氨气的密度小于空气的密度,应采用向下排空气法收集,A项错误;
B. 浓盐酸和二氧化锰反应制取氯气需要加热,B项错误;
C. 过氧化氢在二氧化锰的催化作用下反应制取氧气,不需要加热,且氧气密度大于空气的密度,符合条件,C项正确;
D. 实验室通常用硫化亚铁(FeS)与稀硫酸制取硫化氢气体,发生装置属于固体和液体不加热制取气体,硫化氢密度比空气大,可以采用向上排空气法收集,但硫化氢有毒,缺少尾气处理装置,D项错误;
答案选C。
10.(2022·上海杨浦·一模)实验室用a装置制备下列气体时,所选试剂及收集方法均正确的是
气体
试剂
收集
A
b
B
c
C
电石饱和食盐水
d
D
生石灰浓氨水
d
【答案】C
【解析】A.铜与浓硫酸共热反应生成硫酸铜、二氧化硫和水,则装置A不可能制备二氧化硫,故A错误;
B.二氧化氮的密度比空气大,则装置c不可能用于收集二氧化氮,故B错误;
C.装置a可用于电石与饱和食盐水制备乙炔气体,装置d可用于收集乙炔气体,故C正确;
D.氨气极易溶于水,则装置d不能用于收集氨气,故D错误;
故选C。
11.下列仪器和装置,用橡胶管经过简单连接,可制备收集多种不同的气体(暂不考虑尾气吸收)。关于这些装置的连接,下列说法正确的是
A.制备收集C2H4:连接a→d→f B.制备收集NO2,连接a→c→f
C.制备收集H2S,连接b→c→e D.制备收集NH3,连接b→d→e
【答案】D
【解析】A.实验室制备乙烯,利用乙醇在浓硫酸的催化作用下发生分子内脱水制取乙烯,乙醇发生了消去反应:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,所以需温度计测在反应混合物的温度,所以连接a→d→f无法制备,故A错误;
B.实验室制备NO2,利用铜和浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮和水,方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,反应无需加热,所以不能选择a装置,二氧化氮和水反应生成一氧化氮和硝酸,所以二氧化氮不能用排水法收集,所以连接a→c→f无法制备,故B错误;
C.实验室制备H2S,利用硫化亚铁(FeS)固体和稀盐酸反应生成氯化亚铁和硫化氢,其化学方程式为 FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑,制取H2S的反应物为固体和液体反应不需要加热,可选择b装置,但硫化氢具有还原性,浓硫酸具有强氧化性,两者发生氧化还原反应,H2S+H2SO4(浓)=SO2+S↓+2H2O,所以不能选c装置,所以连接b→c→e无法制备,故C错误;
D.实验室制备NH3,可用浓氨水和CaO固体反应,NH3•H2O+CaO=Ca(OH)2+NH3↑,浓氨水易挥发,CaO固体与水反应放出大量的热,导致温度升高,使得氨气在水中的溶解度进一步减少,以气体的形式逸出,制得氨气,可选择b装置,制得的氨气中含有水蒸气,可用碱石灰干燥,氨气密度比空气小,需用向下排空气法收集,所以需短管进,长管出,所以连接b→d→e可制备收集氨气,故D正确;
答案选D。
12.制备和收集下列气体可采用如图装置的是( )
A.铜与浓硫酸反应制SO2 B.铜与稀硝酸反应制NO
C.乙醇与浓硫酸反应制乙烯 D.氯化钠与浓硫酸反应制HCl
【答案】B
【分析】由实验装置图可知,反应在加热条件下进行,生成气体可用排水法收集,说明生成的气体不溶于水。
【解析】A.SO2易溶于水,不能用排水法收集,A项错误;
B.NO不溶于水,易与空气中氧气反应,只能用排水法收集,B项正确;
C.乙醇与浓硫酸反应制乙烯应有温度计,装置不符合要求,C项错误;
D.HCl易溶于水,不能用排水法收集,D项错误;
答案选B。
迁移创新
1.(25-26高一上·江苏南京·阶段检测)阅读下列材料,完成以下3个小题
氯气与冷的烧碱溶液反应可制得“84”消毒液。氯气和烧碱的反应为放热反应,温度较高时,氯气和烧碱还能发生反应:3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3 +3H2O。近年来有科学家提出,氯气用于自来水消毒可能对人体有害,所以国家规定了饮用水中余氯含量的标准,而且已经开始使用新的自来水消毒剂,如二氧化氯(ClO2)、臭氧(O3)等。二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,沸点为9.9℃,有毒,易溶于水,在水中的溶解度约为Cl2的5倍。实验室制备ClO2的反应为2NaClO3+SO2+H2SO4 = 2ClO2+2NaHSO4。
(1)下列制取氯气的实验装置或者操作正确的是
A.制取氯气
B.除去Cl2中的HCl气体
C.干燥氯气
D.吸收多余的氯气
(2)下列说法正确的是
A.ClO2具有强还原性,所以能杀菌消毒
B.Cl2用于自来水消毒的离子方程式为:Cl2+H2O=2H++ ClO- + Cl-
C.标准状况下,将11.2LCl2通入水中充分反应,反应中转移电子0.5mol
D.反应2NaClO3+SO2+H2SO4=2ClO2+2NaHSO4中氧化剂和还原剂物质的量之比为2:1
(3)若用如下装置制取“84”消毒液,下列说法不正确的是
A.甲中盛放的试剂可以是高锰酸钾固体
B.乙中可采用热水浴,有利于加快反应速率
C.在通入三颈烧瓶的导管口加装多孔球泡,可以提高氯气的吸收率
D.向烧瓶中滴加浓盐酸时,不需要打开滴液漏斗上口的玻璃塞
【答案】1.C 2.D 3.B
【解析】1.A.MnO2与浓盐酸反应制取Cl2需要加热,该装置无加热仪器,无法发生反应,A错误;
B.除去Cl2中的HCl应选用饱和食盐水,饱和溶液会与HCl反应生成CO2杂质,且Cl2也可与溶液反应,B错误;
C.浓硫酸具有吸水性且不与Cl2反应,洗气装置“长进短出”,可干燥Cl2,C正确;
D.Ca(OH)2溶解度小,溶液浓度低,无法完全吸收多余Cl2,应选用NaOH溶液吸收尾气,D错误;
故选C。
2.A.ClO2能够杀菌消毒是因为其具有强氧化性,可使蛋白质变性,不是强还原性,A错误;
B.Cl2与水的反应为可逆反应,且生成的HClO是弱酸不能拆写,正确离子方程式为,B错误;
C.11.2 L Cl2的物质的量是0.5mol,Cl2与水的反应为可逆反应,0.5 mol Cl2不能完全参与反应,转移电子数小于0.5mol,C错误;
D.反应中中Cl元素化合价从+5降低到+4,作氧化剂,SO2中S元素化合价从+4升高到+6,作还原剂,氧化剂和还原剂物质的量之比为2:1,D正确;
故选D。
3.A.高锰酸钾固体与浓盐酸常温下即可反应生成Cl2,因此甲中可盛放高锰酸钾固体,A正确;
B.温度较高时Cl2与NaOH反应会生成副产物NaClO3,无法得到有效成分为NaClO的“84”消毒液,因此乙应采用冷水浴,B错误;
C.导管口加装多孔球泡可增大Cl2与NaOH溶液的接触面积,提高氯气的吸收率,C正确;
D.甲中为恒压滴液漏斗,漏斗内压强与烧瓶内压强始终相同,滴加浓盐酸时不需要打开上口玻璃塞,D正确;
故选B。
2.(25-26高一上·安徽阜阳·期中)实验室制备和收集氯气的常用装置如下图。
(1)图中A的仪器名称是___________,图中收集氯气的装置序号是(填字母)___________。
(2)利用该装置制备氯气的化学方程式为___________。
(3)实验过程中,饱和食盐水、浓硫酸和NaOH溶液的作用分别是___________、__________、__________。
(4)实验中,用含氯化氢146 g的浓盐酸与足量的二氧化锰反应___________(填“能”或“不能”)得到1mol的氯气,原因是___________。
【答案】(1)
分液漏斗
E
(2)
(3)
除去氯气中混有的氯化氢气体
干燥氯气(或除去水蒸气)
吸收多余的氯气,防止污染环境
(4)
不能
随着反应的进行,浓盐酸浓度逐渐降低变为稀盐酸,稀盐酸与二氧化锰不反应
【解析】(1)仪器A为添加液体的分液漏斗;氯气密度大于空气,需用向上排空气法收集,装置E为长管进短管出的向上排空气装置,对应收集氯气的装置。
(2)该装置为二氧化锰和浓盐酸加热制备氯气的经典发生装置,反应生成氯化锰、氯气和水,化学方程式为:
(3)氯气在饱和食盐水中溶解度很小,但混有的HCl杂质极易溶于饱和食盐水,因此饱和食盐水用于除HCl;浓硫酸具有吸水性,可干燥氯气;氯气有毒,NaOH可以和氯气反应,用于尾气处理,避免污染环境。
(4)146 g HCl物质的量为,若4 mol浓HCl完全反应理论生成1 mol ,但二氧化锰只能和浓盐酸在加热条件下反应,随着反应进行,盐酸浓度不断降低变为稀盐酸后反应不再进行,因此HCl无法完全消耗,不能得到1 mol氯气。
3.(24-25高一上·广东汕头·期中)实验室制取Cl2及性质的验证实验组合装置如下图所示,请回答下列问题。
(1)A中发生反应的离子方程式为___________, 若产生的氯气(标准状况下)为5.6 L,理论上参加反应的二氧化锰的质量为___________g。实验时往往需要加入适当过量的MnO2,请解释原因:___________。
(2)装置D采用向上排空气法收集氯气的原因是___________。
(3)能证明干燥的氯气没有漂白性的现象是___________。
(4)G的作用是___________,发生反应的化学方程式为___________。
【答案】(1) 21.75g 实际实验中不能实现全部转化,要考虑损耗
(2)氯气密度比空气大
(3)E装置内红色布条不褪色
(4)吸收多余的氯气,防止污染空气
【分析】浓盐酸和二氧化锰加热条件生成氯气,饱和氯化钠溶液除去氯气中的氯化氢;浓硫酸干燥氯气,E、F红色布条做对照,氢氧化钠溶液吸收多余氯气,据此回答。
【解析】(1)二者反应生成氯化锰、氯气和水,离子反应方程式为:;
5.6LCl2的物质的量为5.6L÷22.4L/mol=0.25mol,由反应方程式可知:MnO2~Cl2↑,所以生成0.25molCl2,参加反应的二氧化锰为0.25mol,即质量为0.25mol×87g/mol=21.75g;
实际实验中不能实现全部转化,要考虑损耗,即二氧化锰需要稍过量;
(2)装置D采用向上排空气收集氯气的原因是氯气密度比空气大;
(3)氯气遇到干燥的红色布条不能褪色,起漂白作用的是次氯酸,因为干燥氯气不能使干燥的红色布条褪色无漂白性,而氯气能使湿润的红色布条褪色,是因为氯气和水反应生成了次氯酸,次氯酸具有漂白性,故能证明干燥的氯气没有漂白性的现象是为E装置内红色布条不褪色;
(4)氯气是污染性气体,不能排放到空气中,需要用氢氧化钠溶液吸收,即G的作用是吸收多余的氯气,防止污染空气;
反应方程式为。
5.(23-24高一上·江苏南通·期中)氯气是一种重要的化工原料,大量用于制造盐酸、漂白剂、农药、染料和药品等。
(1)1774年,瑞典化学家舍勒将浓盐酸与软锰矿(主要成分为)混合加热,发现了氯气。下图为实验室制取Cl2的装置,请回答:
盛放浓盐酸的仪器名称是_______。
(2)下图所示制取氯气的净化、收集、尾气处理的装置能达到实验目的的是_______。(填序号)
A.净化Cl2
B.收集Cl2
C.尾气处理
(3)已知:常温下用和市售浓盐酸(11.9)反应制取Cl2难以进行。但若用漂白粉(有效成分)、高锰酸钾等与浓盐酸反应,常温下很容易制取Cl2。
①已知,如图装置A是氯气的发生装置。加入适量的浓盐酸充分反应有黄绿色气体生成,写出发生反应的化学方程式,并用单线桥标明电子转移的方向和数目:_______。
②装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,则装置C中Ⅲ处应放入的是_______(填序号)。
a.干燥的有色布条 b.湿润的有色布条 c.湿润的淀粉试纸
装置C的Ⅱ处的试剂是_______(填序号)。
a.碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的固体混合物) b.无水氯化钙 c.浓硫酸
③装置D中一般不用澄清石灰水吸收多余的氯气。理由是_______。
(4)84消毒液是一种常见的含氯消毒剂,其有效成分为次氯酸钠。
资料:84消毒液中含氯微粒主要有、、;相同浓度时,的氧化性强于;是反映水溶液中所有物质表现出来的氧化—还原性,值越大,氧化性越强。
某兴趣小组同学研究84消毒液的漂白性,实验如下。
I.向284消毒液中加入2水后,放入红色纸片,观察到纸片慢慢褪色。
Ⅱ.向284消毒液中加入2白醋后,放入红色纸片,观察到纸片迅速褪色。
Ⅲ.测得84消毒液在不同温度时随时间的变化曲线如图。
①已知白醋显酸性,不具有漂白性。实验I、Ⅱ现象不同的原因是_______。
②由实验Ⅲ可得出的结论是_______。
【答案】(1)分液漏斗
(2)C
(3) a b 氢氧化钙浓度太低,不能将氯气吸收完全
(4)白醋中含有醋酸,醋酸的酸性大于HClO,可以与ClO-反应生成HClO,使HClO浓度增大,氧化性增强 ORP的值与温度有关,且温度越高,ORP的值下降的越快
【解析】(1)盛放浓盐酸的仪器名称是分液漏斗;
(2)A.先用浓硫酸干燥再通入水溶液,气体又变得潮湿,不能达到净化氯气的目的,故A错误;
B. 集气瓶中空气没法排出,不能达到用向上排空集气法收集 的目的,故B错误;
C.氯气能与氢氧化钠反应,因而可用氢氧化钠溶液吸收尾气,故C正确;
答案为C;
(3)
①如图装置A是氯气的发生装置,漂白粉中加入适量的浓盐酸充分反应有黄绿色气体生成,同时生成氯化钙和水,发生反应的化学方程式:Ca(ClO)2+4HCl(浓)=CaCl2+2Cl2↑+2H2O,该反应是归中反应,浓盐酸2个Cl-将2个电子转移给Ca(ClO)2中Cl元素,单线桥表示为:;
②装置C的作用是验证氯气是否具有漂白性,进入装置C的氯气中混有水蒸气,则装置C中Ⅰ处放湿润的有色布条,Ⅱ处的试剂能吸收氯气中的水蒸气,装置C中Ⅲ处应放入的是干燥的有色布条;
a.碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的混合物)能与氯气反应,故a错误;
b.无水氯化钙作干燥剂,不与氯气反应,但能吸收水分,故b正确;
c.浓硫酸是液体,气体不能通过,故c错误;
故答案为:a;b;
③装置D中不能用澄清石灰水吸收多余的氯气,因为氢氧化钙浓度太低,不能将氯气吸收完全;
(4)①白醋中含有醋酸,醋酸的酸性大于HClO,可以与ClO-反应生成HClO,即CH3COOH+ClO-=CH3COO-+HClO,而相同浓度时,HClO的氧化性强于ClO-,所以加入白醋时,纸片迅速褪色;
②根据图像可以看出ORP的值与温度有关,且温度越高,ORP的值下降的越快,其可能的原因是次氯酸受热分解,导致HClO的浓度下降,氧化性减弱。
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